4. 4
Estrutura da célula procariótica
Adelaide Almeida
Bactérias
• grande diversidade de
formas e tamanhos
• ~1/10 do tamanho das
células eucarióticas
• tipicamente de 0,5 a
5,0 micrómetros
• algumas são visíveis a olho nu, Ex. Thiomargarita namibiensis ~ 0,5
mm e Epulopiscium fishelsoni ~ 0,7 mm
• menores bactérias Mycoplasma, 0,3 micrómetros, ~ a
maiores vírus.↨
Tamanho e
forma
5. 5
Estrutura da célula procariótica
Adelaide Almeida
Archaea
❑ Grande diversidade de formas e tamanhos
❑ Dimensões variáveis, 0,1 a 15 μm, com algumas filamentosas
atingindo 200 μm.
Esféricas
Bacilares
Espiraladas
Achatadas
Quadradas
Discoides
Pleomórficas
7. 7
Estrutura da célula procariótica
Parede celular
• Estrutura rígida existente em todas as células
procarióticas (excepção micoplasmas e algumas
Archeae)
• Representa 10-40% do peso seco da célula
• É constituída essencialmente por um
peptidoglucano (mureína) - polímero insolúvel,
poroso, entrelaçado com grande força e rigidez
(só existe em procariótas)
Adelaide Almeida
• O peptidoglucano formado por:
Uma unidade básica que se repete
várias vezes:
• dois açucares derivados da glucose
(N-acetil glucosamina – NAG -e
ácido N-acetil murámico - NAM)
• peptídeo curto (4 aminoácidos) que
se ligam ao ácido murámico
8. 8
Gram positivo
• Parede homogénea e espessa (20-25 nm) formada essencialmente por
peptidoglucano (60-90% da parede celular)
• Apresenta 2 classes de ácidos teicóicos (polímeros de glicerol ligados por
grupos fosfato):
• ácidos lipoteicóicos (à superfície, incluídos na camada de peptidoglucano
e ligados à membrana celular)
• ácidos teicóicos de parede (à superfície)
Estrutura da célula procariótica
Adelaide Almeida
9. 9
Gram negativo
• Parede fina e não homogénea (10-15 nm)
• Apresenta camada externa que rodeia a camada de peptidoglucano
• Camada de peptidoglucano fina e não entrelaçada, liga-se à membrana exterior
através de lipoproteínas
• Espaço periplásmático (entre a membrana e a parede) contém enzimas de
hidrólise, de inactivação de antibióticos e de transporte
• Membrana exterior constituída por fosfolípidos e lipopolissacáridios, contém
proteínas especiais (porinas) que são usadas para transportar substâncias
Estrutura da célula procariótica
Adelaide Almeida
13. 13
Bactérias com paredes atípicas
Adelaide Almeida
Mycobacterium tuberculosis
• Gram positivo, mas não cora
pelo Gram
• Parede grossa com grande
quantidade de lipidos - ácido
micólico (60% da parede)
• Parede impermeável
• Usada a coloração Ziehl-
Neelsen ou coloração alcool-
ácido resistente
• São bactérias alcool-ácido
resistentes, devido à sua
camada lipídica de ácidos
micólicos.
15. 15
Gram positivas/Gram negativas
Bactérias com paredes atípicas
Adelaide Almeida
Mycoplasma
• Sem parede
• Pleomórfica
• Não cora pelo Gram
• Possuem
uma membrana flexíveltrip
la com esterol
• Pequena 100-300 nm
• Causa pneumonias atípicas
16. 16
Estrutura da célula procariótica
Archaea
❑ Parede celular espessa (como bactérias de Gram positivao
❑ Sem peptidoglicano (resistente à penicilina)
❑ Algunmascom pseudomureína (mais simples que o peptidoglicano)
❑ Maioria tem uma camada S (superfície)
Adelaide Almeida
18. Adelaide Almeida
Estrutura da célula procariótica
▪ Podem ser de Gram positivo
ou de Gram negativo
▪ Gram positivo apresenta
frequentemente camada
espessa à superfície
▪ Gram negativo
frequentemente apresenta
uma S-layer (com proteínas
ou glicoproteínas)
▪ Permite a passagem de
moléculas
▪ Confere proteção e adesão
▪ Estabilização mecânica e
osmótica
Gram positivo
Gram negativo
19. 19
Parede celular
Funções:
• Determina a forma das células
• Protege a célula e aumenta a sua sobrevivência
• Funciona como barreira ao escape de enzimas
• Essencial para o crescimento e divisão celular
• Local alvo de alguns antibióticos
Estrutura da célula procariótica
Adelaide Almeida
20. 20
Estrutura da célula procariótica
Parede celular
❑ Outras funções nas bactérias Gram
negativas:
• Toxicidade devido ao lipido A
Localizado na camada LPS (endotoxina)
– lipido complexo ligado a um
polissacarídio
• Especificidade antigénica
Polissacarídio representa um
importante antigénio de superfície da
célula – antigénio O
Adelaide Almeida
21. 21
Estrutura da célula procariótica
Membrana citoplasmática
Bactérias
• Bicamada fosfolipídica (60%) com proteínas (40%)
• Proteínas:
• Movéis - proteínas integrais e transmembranares , movimentam-se na
camada fosfolipídica (dificilmente removidas)
• Fixas - proteínas periféricas (facilmente removidas)
Adelaide Almeida
Modelo de mosaico fluído
22. 22
Estrutura da célula procariótica
Archaea
• Bicamada lipídica de lipídios variáveis
• Membranas com ligações tipo éter
• Cadeias laterais de isopreno em vez de
ácidos gordos
• Quiralidade da molécula de glicerol
• Cadeias ramificados
Adelaide Almeida
A) Membrana Halofílica - Membrana de
bicamada convencional; B) Membrana alcalifílica
- Estabilizada por fortes interações; C)
Membrana de metanogénica - Estrutura mais
flexível; D) Membrana de metanogénica - Uma
camada dupla ligada covalentemente; E)
Membrana termoacidofílica - Uma estrutura
em monocamada.
23. Adelaide Almeida
Membrana citoplasmática
Membrana Bacteria Archaea Eucarya
Conteúdo
protéico
alto alto baixo
Composição
lipídica
fosfolipídeos
Sulfolipídeos,
glicolipídeos,
hidrocarbonetos
ramificados,
isoprenoides,
fosfolipídeos
fosfolipídeos
Estrutura dos
lipídos
cadeia linear
cadeia
ramificada
cadeia linear
Ligação dos
lipídicas
éster
éter (di e
tetraeter)
éster
Estrutura da célula procariótica
24. 24
Membrana citoplasmática
❑Funções:
• Barreira selectiva permeável e transporte de solutos
– transporta nutrientes para o interior de célula e restos
metabólicos para fora de células:
» os materiais solúveis em lípidos dissolvem-se na camada
fosfolipídica e passam através da membrana
» os aminoácidos e as bases azotadas, que não são solúveis em
lípidos, movem-se através das proteínas de transporte
(porinas e lipoproteínas)
• Apresenta enzimas que estão envolvidas no metabolismo respiratório e
fotossintético, na síntese de componentes capsulares e da parede
celular
• Local de produção de sistemas de mobilidade flagelar
• Formação de endosporos
Estrutura da célula procariótica
Adelaide Almeida
25. 25
Estrutura da célula procariótica
Estruturas externas à parede celuar
▪ Glicocálice
▪ Flagelos
▪ Pili
▪ Fímbrias
Adelaide Almeida
26. 26
Estrutura da célula procariótica
Estruturas externas
Glicocálice
❑ Estrutura viscosa
▪ polissacarídeos e proteínas
(Bacillus anthracis- ácido poli D-
glutâmico)
▪ espessa e fortemente ligada à
célula – cápsula
▪ fina, abundante e não tão
fortemente ligada à célula -
camada viscosa
Adelaide Almeida
Camada
viscosa
Cápsula
27. 27
Estrutura da célula procariótica
Glicocálice
❑ Funções
❑ protege a célula contra a dessecação
❑ torna as bactérias resistentes aos antibióticos
❑ promove a ligação das bactérias a superfícies
❑ protege a célula contra a fagocitose
❑ funciona como reserva de nutrientes
Adelaide Almeida
28. 28
Estrutura da célula procariótica
Flagelos
• filamentos proteicos simples com 0,01-0,02 µm de diâmetro
• existem em número e posição variável, sendo úteis na
identificação
▪ monótricos, um flagelo simples numa das extremidades da
célula
▪ amfítricos, flagelos simples ou em grupo nas duas
extremidades da célula
▪ lofótricos, múltiplos flagelos numa das extremidades da célula
▪ perítricos, flagelos dispersos ao acaso à superferfície celular
Adelaide Almeida
29. 29
Estrutura da célula procariótica
Adelaide Almeida
Em Archaea
▪ Superficialmente semelhantes aos flagelos bacterianos
▪ Sem corpo basal, filamento rigido não oco, ancorado à parede
▪ Sem anéis, vários tipos de “flagelina” (arcaelinas)
Em bactérias
• Organização na membrana citoplasmática
• Ligam-se à membrana citoplasmática
através de dois anéis proteicos
• Constituídos por:
• Filamento
– cilindro oco formado por flagelina
• Corpo basal
- embebido na célula
• Gancho
– liga o filamento ao corpo basal
• A função principal mobilidade. Outras funções: circulação de
fluidos, encaminhar alimento, funcionar comoorganelos sensoriais
30. 30
Estrutura da célula procariótica
Adelaide Almeida
Endoflagelos
• Conferem motilidade a algumas bactérias, ex. Espiroquetas
• Treponema pallidum (sífilis)
31. 31
Estrutura da célula procariótica
Pili ou fímbrias
• presentes em bactérias Gram –
• não têm qualquer função na mobilidade
bacteriana
• mais finos, curtos e mais numerosos que
os flagelos
• compostos por subunidades proteicas
arranjadas helicoidalmente
• revestem as células bacterianas
• diferentes funções consoante o seu
tipo:
• F-pili (pêlos sexuais), locais de entrada de
material genético durante a recombinação
bacteriana e receptores de bacteriófagos
sexuais
• pêlos indiferenciados, permitem que
certas bactérias patogénicas adiram a
células epiteliais durante a infeção
Adelaide Almeida
34. 34
Estrutura da célula procariótica
Citoplasma
• corresponde à totalidade da
área intracelular
• matéria coloidal e semi-
fluída (citosol) na qual estão
suspensos os
organelos celulares
• massa de proteínas,
hidratos de carbono, lípidos,
ácidos nucleicos, sais iões
inorgânicos (todos solúveis
em água)
Adelaide Almeida
35. 35
Estrutura da célula procariótica
Nucleoide
▪ Cromossoma único e circular
superenrolado, linear em muito
poucos procariótas
▪ Bactérias sem proteínas
associadas ao DNA, Archaea com
proteínas tipo histonas
associadas ao DNA
▪ Tão pequeno quanto 580.073
pares de bases (Mycoplasma
genitalium), em E. coli cerca de
4,6 milhões de pares de bases
Adelaide Almeida
36. 36
Estrutura da célula procariótica
Plasmídeos
• moléculas de DNA com cerca de
1/10 do tamanho do cromossoma
• existem e replicam-se
independentemente do
cromossoma
• não são essenciais para o
crescimento bacteriano
• alguns plamídeos transportam
genes de toxicidadade e genes de
resistência a drogas (factor R)
• podem ser transferidos entre
células durante os processos de
recombinação
Adelaide Almeida
37. 37
Estrutura da célula procariótica
Ribossomas
• corpos de rRNA e de proteínas,
locais de síntese proteica
(coeficiente de sedimentação 70S,
Svedberg)
• constituído por duas subunidades
(30S e 50S)
• subunidade menor (30S): rRNA 16S :
altamente conservado entre espécies,
importante na caracterização de
estirpes
Adelaide Almeida
Archaea
• formato diferente dos ribossomos bacterianos
• com proteínas exclusivas de Archaea
• resistência aos antibióticos que inibem a função ribossómica das
bactérias
38. 38
Estrutura da célula procariótica
Mesossomas
• invaginações da membrana citoplasmática
• mesossomas centrais
• penetram profundamente no citoplasma
• envolvidos na replicação do DNA e na divisão celular
• mesossomas periféricos
• pequena penetração no citoplasma
• envolvidos na exportação de enzimas exocelulares, tais como a penicilase
Vacúolos
• existem em algumas bactérias aquáticas e permitem que estas flutuem
Adelaide Almeida
39. 39
Estrutura da célula procariótica
Inclusões citoplasmáticas
• são depósitos concentrados de substâncias nutritivas
• são usadas durante períodos de escassez em nutrientes
• grânulos de volutina (grânulos metacromáticos) - são depósitos de
fosfato
• grânulos de poli-ß-hidroxibutirato - material de natureza lipídica, solúvel
em clorofórmio, serve como substância de reserva de caborno e como
fonte de energia
• grânulos de polissacarídeos - são depósitos de glicogénio
• grânulos de enxofre elementar - acumulam-se em certas bactérias que
crescem em ambientes ricos em sulfito de hidrogénio
Adelaide Almeida
40. 40
Estrutura da célula procariótica
Endosporos
• Estruturas dormentes
• Resistentes a
condições adversas (ex. 2 h a 100 °C)
• Germinam em condições apropriadas,
dando origem a células vegetativas
• Só existem em algumas bactérias (Bacillus,
Clostridium, Sporosarcina)
• A forma e localização (central, sub-
terminal e terminal) depende da espécie,
servindo para identificação bacteriana
Adelaide Almeida
41. 41
Estrutura da célula procariótica
Endosporos
• Contêm pouca quantidade de água
(o que aumenta a resistência ao
calor), exibem poucas reações químicas
• 15% do peso seco é ácido dipicolínico complexado com iões de
cálcio-dipicolinato de cálcio
• Presença de proteínas celulares muito estáveis a temperaturas
elevadas
Adelaide Almeida
42. 42
Estrutura da célula procariótica
Endosporos - Estrutura
• Corpo central – citoplasma
desidratado, DNA, ácido dipicolínico,
componentes do aparelho de síntese de
proteínas e um sistema gerador
(glicólise), ribossomas
• Parede do esporo – camada mais
interna que circunda o esporo,
constituída por peptidoglucano
• Cortex – camada mais espessa,
constituída por peptidoglucano
• Capa – constituída por uma proteína
semelhante à ceratina, impermeável a
químicos antibacterianos
• Exosporo – camada lipoproteica com
hidratos de carbono
Adelaide Almeida
44. 44
Estrutura da célula procariótica
Endosporos - esporulação
• Formação de filamento axial
• Formação do septo do pré-esporo
• Captação do pré-esporo
• Síntese do cortex
• Deposição da capa
• Maturação
• Autolise da célula vegetativa
Adelaide Almeida
45. 45
Estrutura da célula eucariótica
Célula eucariótica
• Núcleo delimitado por
membrana
• Organelos delimitados por
membrana
Adelaide Almeida
46. 46
Célula eucariótica - tipos
Adelaide Almeida
Eukaryotic cells come in a variety of cell shapes. (a)
Spheroid Chromulina alga. (b) Fusiform shaped Trypanosoma. (c) Bell-
shaped Vorticella. (d) Ovoid Paramecium. (e) Ring-shaped Plasmodium ovale.
47. 47
Estrutura da célula eucariótica
Parede celular
• Existe apenas em plantas,
algas, fungos e alguns
protozoários
• Plantas e algas paredes
formadas por celulose,
fungos perede 80-90%
polissacarídica com
proteínas, lípidos,
polifosfatos e iões
inorgânico
Adelaide Almeida
Ergosterol
Manano
b-(1,6)-glucano
b-(1,3)-glucano
Quitina
Camada Fosfolipídica da
Membrana Celular
48. 48
Estrutura da célula eucariótica
Membrana celular
• Semelhante à membrana
dos procariótas
• Responsável pela
integridade da célula e
pela regulação de
passagem de moléculas
para o interior e/ou para
o exterior
• Formada por uma
bicamada fosfolipídica
onde se encontram
embebidas proteínas e
outras moléculas, como
por exemplo esterol,
ergosterol em fungos
Adelaide Almeida
49. 49
Estrutura da célula eucariótica
Núcleo
• envolvido por uma membrana
(membrana nuclear) com duas
camadas (interna e externa)
• possui poros nucleares que
resultam da fusão das membranas
interna e externa
• normalmente o DNA está sob a
forma de cromatina, sendo
indistinto quando observado ao
microscópio óptico
• quando a célula inicia a divisão a
cromatina é condensada em
cromossomas que são visíveis ao
microscópio óptico
• a membrana nuclear é porosa
permitindo que certas substâncias
a atravessem, incluindo rRNA e
mRNA
• Possui nucléolos, importantes na
síntese de ribossomas
Adelaide Almeida
50. 50
Estrutura da célula eucariótica
Retículo endoplasmático
• sistema membranoso de túbulos e canais continuos com a
membrana nuclear
• o retículo endoplasmático rugoso está coberto de ribossomas
(semelhantes aos das células procarióticas) e produz proteínas
• o retículo endoplasmático liso não tem ribossomas, produz lípidos
e armazena substâncias
Adelaide Almeida
51. 51
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
Complexo de Golgi
• pilha de sacos, na face interior recebe vesículas cheias de
proteínas que são formadas no retículo endoplasmático, as
proteínas são modificadas à medida que passam através do
complexo de Golgi e são exportadas como vesículas novas na
face exterior
52. 52
Ribossomas
• 80S (2 subunidades, 40S
e 60S)
• associados ao retículo
endoplasmático ou livres
• realizam a síntese
proteica (DNA mRNA
proteína)
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
53. 53
Mitocondrias
• funcionam como centros de respiração, produzindo a maior
parte da energia celular
• são formadas por uma membrana externa e por uma membrana
interna dobrada; as dobras são chamadas de cristae
• o interior da membrana interna é chamado de matriz
• podem existir mais de 1000 mitocondrias por célula
• contém ribossomas e DNA (circular)
• multiplicam-se por fissão binária
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
54. 54
Cloroplastos
• presentes em algas e
plantas
• centros de fotossíntese,
formados por uma
membrana externa, uma
membrana interna e
tilacoides em pilhas
designadas por grana
• os grana estão ligados
por túbulos designados
lamelas
• o espaço dentro da
membrana interna é
chamado de estroma
• contêm DNA,
ribossomas, grânulos de
amido
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
55. Citoesqueleto
• Citoesqueleto interno composto por microtúbulos, microfilamentos e
filamentos intermédios
• Matriz de fibras e tubos, dá suporte estrutural, funciona como uma
rede, transportando e suportando materiais/organelos
Ex: processo de exocitose envolve o movimento de uma vesícula
através da rede citoesquelética até à membrana plasmática, onde
é libertado o seu conteúdo.
Movimentos e
forma das células
Intervem: forma
celular, movimentos
celulares, processos
intracelular de
transporte, formam
o fuso mitótico
Mantém a posição do núcleo eajuda a
resistir às forças físicas externas
Microtúbulos
Microfilamentos Filamentos intermédios
56. Cílios e flagelos
• Os cílios e os
flagelos têm a
mesma estrutura
interna, a diferença
principal está em seu
comprimento
• microtúbulos em
forma de chicote em
arranjos 9+2 (9
dupletos de
microtúbulos duplos
dispostos à volta de
2 microtúbulos
simples)
• usados na locomoção
e alimentação
Corpos basais
• microtúbulos responsáveis pela organização dos cílios e flagelos
(a) Os flagelos e cílios eucarióticos (arranjo 9 + 2), b) O deslizamento desses microtúbulos, um em relação
ao outro, causa a dobra do flagelo. (c) Trichomonas vaginalis, protozoário flagelado. (d) Muitos
protozoários, caso de Paramecium, têm vários cílios que ajudam na locomoção e também na alimentação.
Microtúbulos
57. 57
Centríolos
• tripletos de microtúbulos dispostos em arranjos 9+0
• acompanham a divisão celular
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
(a) Um centrossoma é composto de dois centríolos posicionados
perpendicularmente um ao outro. Cada centríolo é composto por nove tripletos
de microtúbulos mantidos juntos por proteínas acessórias. (b) Os centrossomas
(setas) servem como centros organizadores de microtúbulos do fuso mitótico
durante a mitose.
58. 58
Estrutura da célula eucariótica
Estrutura ou
organito
Função
Membrana plasmática Promoção e regulação da permeabilidade e dos transportes
transmembranares; transferência de informação; reconhecimento
celular.
Invólucro nuclear Delimitação do núcleo.
Poros nucleares Controlo do tráfego molecular núcleo-citossol.
Retículo endoplasmá-
tico
Glicosilação de proteínas; síntese de fosfolípidos, do colesterol e
seus derivados; destoxicação; encaminhamento de moléculas para
outros locais.
Aparelho de Golgi Síntese de pectina e de hemicelulose; glicosilações de proteínas e
lípidos; empacotamento de secreções; produção de membrana
plasmática .
Lisossomas Digestão intracelular (autofagia ou heterofagia); acumulação de
reservas (grãos de aleurona).
Vacúolo Armazenamento de moléculas e diversas outras funções
Adelaide Almeida
59. 59
Colorações
• Os corantes combinam-se quimicamente com o protoplasma bacteriano
• Os corantes frequentemente usados são sais
• Corantes básicos
Catião com cor e anião incolor
Coram uniformemente as células
Bactérias apresentam carga negativa combinando-se com corantes
básicos
• Corantes ácidos
Catião incolor e anião com cor
Não coram as células, coram o fundo
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
60. 60
Colorações
❑ Tipos de colorações
• Coloração simples
• Coloração diferencial
• Coloração negativa
• Outras colorações
(flagelos, etc)
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
61. 61
Colorações
❑ Fases do processo de coloração
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
• Preparação do esfregaço
• Fixação do esfregaço
• Coloração
• Observação ao microscópio
62. 62
Colorações
❑Coloração de Gram
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
• Violeta de cristal (1º corante)
• Lugol (mordente)
• Álcool (diferenciador)
• Safranina (2º corante
Contracoloração)
Gram +
Gram -
Hans Christian,
1884
63. Gram positivas/Gram negativas
Adelaide Almeida
Coloração de Gram
1. Cobrir o esfregaço com o corante primário (cristal de violeta) e
deixar agir por um minuto;
2. Remover o excesso de corante e aplicar o lugol (solução
mordente) deixando-o agir por um minuto;
3. Proceder à descoloração gotejando o agente descorante (solução
de álcool-acetona) sobre o esfregaço corado. Esse procedimento
deve ser realizado durante aproximadamente cinco segundos até que
o cristal de violeta não mais se desprenda da lâmina;
4. Lavar delicadamente em água corrente;
5. Aplicar o corante secundário (fucsina ou safranina) e aguardar 30
segundos.
6. Enxaguar e secar a lâmina.
7. Observar ao microscópio óptico.
64. 64
Colorações
❑Coloração Zichl Neilsen (Coloração de bacilos álcool - ácido
resistentes)
Estrutura da célula eucariótica
Adelaide Almeida
• Mycobacterium :
• não cora pelo GRAM
• parede diferente das GRAM + e GRAM –
• parede grossa com grande quantidade de
lipidos - ácido micólico (60% da parede)
• parede impermeável
• Fucsina concentrada aplicada a quente (± 10
min): corante não entra facilmente por causa
da parede grossa
• Álcool + ácido : agente diferenciador não entra
nas Mycobactérias.
• Contracoloração : azul de metileno.
• Resultado:álcool resistentes ficam vermelhas
(B) e as outras azuis (A).
65. Gram positivas/Gram negativas
Adelaide Almeida
A técnica de coloração de Ziehl-Neelsen
1. Cobrir o esfregaço com uma solução de fucsina fenicada (ou fucsina
de Ziehl);
2. Aquecer a lâmina com uma lamparina até emissão de vapores,
durante cinco minutos. O corante não deve ferver e nem secar
totalmente, se diminuir por evaporação, deve ser reposto de maneira
que o esfregaço permaneça sempre coberto;
3. Remover o excesso de corante e descorar com uma solução de
álcool-ácido;
4. Lavar em água corrente;
5. Cobrir o esfregaço com solução de azul de metileno. Aguardar de 15
a 30 segundos;
6. Lavar em água corrente;
7. Secar em papel filtro;
8. Observar a lâmina na objetiva de imersão.